Luận án tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm cấu trúc-kiến tạo Khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng, niken và vàng

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:167

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án: Làm rõ đặc điểm biến dạng khu vực, xây dựng mô hình tiến hoá kiến tạo và tái lập lịch sử phát triển kiến tạo khu vực nghiên cứu; Xác định mối quan hệ giũa khoáng hóa nội sinh với các cấu tạo địa chất, đặc biệt là với đồng, niken và vàng, làm cơ sở để dự báo triển vọng và định hướng tìm kiếm chúng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm cấu trúc-kiến tạo Khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng, niken và vàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ XUÂN LỰC ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA, Ý NGHĨA CỦA NÓ TRONG DỰ BÁO VÀ TÌM KIẾM KHOÁNG SẢN ĐỒNG – NIKEN - VÀNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ XUÂN LỰC ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA, Ý NGHĨA CỦA NÓ TRONG DỰ BÁO VÀ TÌM KIẾM KHOÁNG SẢN ĐỒNG – NIKEN - VÀNG Ngành: Kỹ thuật Địa chất Mã số: 62.52.05.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƢỜI HƢỚNG D N KHOA HỌC: 1. PGS. TS Trần Thanh Hải 2. PGS.TS Lƣơng Quang Khang Hà Nội – 2016
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Vũ Xuân Lực
ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục các hình Danh mục các ảnh Danh mục các bảng Danh mục chữ viết tắt MỞ ĐẦU............................................................................................................1 Chƣơng 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC………...............................................7 1.1. Khái quát về vùng nghiên cứu..................................................................7 1. 2. Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực.................................................... 19 1.3. Đặc điểm địa chất khu vực........................................................................8 1.3.1. Đặc điểm chung.....................................................................................8 1.3.2. Địa tầng..................................................................................................8 1.3.3. Magma xâm nhập.................................................................................15 1.3.4. Khoáng sản.......................................................................................... 16 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..... 22 2.1. Cơ sở lý luận.......................................................................................... 22 2.1. Cách tiếp cận...........................................................................................29 2.3. Các phương pháp nghiên cứu................................................................. 30 Chƣơng 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA......................................................................................................................34 3.1. Khái quát chung......................................................................................34 3.2. Các khối cấu trúc……………………………………………………….34 3.3. Các tổ hợp thạch kiến tạo……………………………………………....36 3.4. Đặc điểm các pha biến dạng.............................................................................38 3.5. Đặc điểm giao thoa biến dạng Khối cấu trúc Tạ Khoa.......................................51
iii 3.6. Sơ lược đặc điểm lịch sử nhiệt động khu vực……………………..…............56 3.7. Đặc điểm biến chất đi cùng biến dạng.................................................................57 3.8. Lịch sử phát triển địa chất khu vực.......................................................................62 Chƣơng 4: ĐẶC ĐIỂM QUẶNG HOÁ ĐỒNG - NIKEN, ĐỒNG - VÀNG KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC CẤU TẠO ĐỊA CHẤT........................................................................................................................................68 4.1. Đặc điểm quặng quặng hóa Khối cấu trúc Tạ Khoa …………...……...68 4.2. Mối quan hệ giữa khoáng hóa đồng - niken và đồng - vàng với các cấu tạo địa chất..............................................................................................................................101 Chƣơng 5: TRIỂN VỌNG QUẶNG ĐỒNG - NIKEN VÀ ĐỒNG - VÀNG KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA TRÊN QUAN ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO........................................................................................................................................120 5.1. Phân vùng triển vọng quặng đồng – niken và đồng – vàng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa…………………………………………..........................................120 5.2. Định hướng công tác tìm kiếm và thăm dò quặng đồng – niken và đồng – vàng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa..................................................................137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................147 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ………………………………………………………………………...…….149 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................151
iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình1.1 A: Vị trí Khối cấu trúc Tạ Khoa ở miền Bắc Việt Nam. B: Vị trí 7 Khối cấu trúc Tạ Khoa trong mối quan hệ với các yếu tố cấu trúc lớn của Tây Bắc Bộ Hình 1.2 Sơ đồ địa chất khoáng sản Khối cấu trúc Tạ Khoa 9 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc – kiến tạo khối cấu trúc Tạ Khoa 35 Hình 3.2 Mô hình giao thoa biến dạng trong khối cấu trúc Tạ Khoa 53 Hình 3.3 Đặc điểm giao thoa biến dạng khu vực Sập Việt-Bản Nguồn trong 54 khối cấu trúc Tạ Khoa Hình 3.4 Vị trí mặt cắt địa chất Tuyến II, III, IV, XI, 49800E, 50050E, 50100E, 50300E, 55 50550E, 51200E, trên bình đồ địa chất khu vực mỏ quặng niken Bản Phúc. Hình 3.5 Đồ thị concorrdia thể hiện kết quả phân tích tuổi tuyệt đối U-Pb cho 58 các đá trong khu vục nghiên cứu. Hình3.6. A. Kết quả tổng hợp thống kê tuổi cho các mẫu pegmatit 59 B. Thống kê tuổi của phần riềm các hạt zircon và tuổi của các hạt monazit trong đá Hình 3.7 Đồ thị điều kiện nhiệt áp tóm tắt mối quan hệ giữa biến dạng, biến 62 chất và tuổi tương đối của chúng tác động tới các đá trầm tích biến chất thuộc phần nhân phức nếp lồi Tạ Khoa. Hình 3.8 Mô hình trật tự các pha biến dạng theo thời gian khu vực Khối cấu 67 trúc Tạ Khoa Hình 4.1 Mặt cắt địa chất Tuyến XI mỏ quặng niken Bản Phúc trong đó thể hiện 70 các thân quặng 1, 2 và 3. Hình 4.2 Mặt cắt địa chất tuyến 49800E trong đó thể hiện các thân quặng I và 71 II. Hình 4.3 Mặt cắt địa chất tuyến III trong đó thể hiện các thân quặng 1a, 1, 2, 3 và 75 4. Hình 4.4 Mặt cắt tính trữ lượng tuyến 50050E trong đó thể hiện các thân quặng 77 I, II và III
v Hình 4.5 Sơ đồ địa chất khoáng sản Điểm mỏ quặng Bản Xang. 82 Hình 4.6 Biểu đồ minh họa quá trình tạo quặng Mỏ Bản Phúc. A.Sự xâm 88 nhập của dung thể komatit – bazan về phía bề mặt với sự thành tạo thể á núi lửa và sự tập trung của dung dịch sulfur gần phía đáy. B. Sự thành tạo của các thân quặng dạng mạch ở Mỏ Bản Phúc, với dung thể sulfur được cung cấp từ một thể trung gian. Hình 4.7 Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Biểu hiện khoáng sản Vàng Suối 90 Chát. Hình 4.8 Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Khoáng sàng quy mô nhỏ Đồng 96 (vàng) Suối On. Hình 4.9 Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Khoáng sàng quy mô nhỏ Đồng 99 (vàng) Bản Lẹt. Hình 4.10 Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Khoáng sàng quy mô nhỏ Đồng 102 Đá Đỏ Hình 4.11 Sơ đồ địa chất khoáng sản khu vực Biểu hiện khoáng sản Đồng Suối 105 Bâu Hình 4.12 Mặt cắt địa chất tuyến 5 trong đó thể hiện Thân quặng 1,2,3 và 4 116 Hình 4.13 Mặt cắt địa chất tuyến 50100E trong đó thể hiện Thân quặng I 121 Hình 4.14 Mặt cắt địa chất Tuyến 50300E-Suối Đán trên bình đồ địa chất khu 123 vực mỏ quặng niken Bản Khoa Hình 4.15 Mặt cắt địa chất Tuyến 51600E-Suối Đán trên bình đồ địa chất khu vực 124 mỏ quặng niken Bản Khoa (theo Nguyễn Ngọc Hải, 2013) [14]). Hình 4.16 Mặt cắt địa chất Tuyến 51200E-Suối Đán trên bình đồ địa chất khu vực 124 mỏ quặng niken Bản Khoa Hình 5.1 Sơ đồ phân vùng triển vọng khóng sản Khối cấu trúc Tạ Khoa
vi DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 3.1 Sự giao thoa cấu tạo do hậu quả chồng lấn của nhiều cấu tạo được hình 39 thành trong nhiều biến dạng khu vực, quan sát được gần cầu Tạ Khoa. Ảnh 3.2 Đới milonit (My) trong pha biến dạng 1 đi cùng nếp uốn hẹp tới 41 đẳng tà U1 phát triển trong các đá trầm tích biến chất hệ tầng Nậm Sập khu vực Mỏ Bản Phúc bị tái uốn nếp bởi một nếp uốn thế hệ thứ 4 vòm mở phương đông - bắc tây nam Ảnh 3.3 Đới milonit trong pha biến dạng 1có chứa các bao thể kiến tạo (B) được bao 41 quanh bởi các phiến milonit (My) tại khu vực phía nam khối Bản Phúc Ảnh 3.4 Mạch thạch anh trong đới trượt pha biến dạng 1 bị ép dẹt, kéo dài 41 và đứt đoạn tạo thành các bao thể kiến tạo, xung quanh được bao bởi các phiến milonit, tất cả lại bị uốn nếp bởi các nếp uốn hệp gần nằm ngang pha biến dạng 2 tại khu vực phía nam khối Bản Phúc Ảnh 3.5 Sự giao thoa giữa các nếp uốn thế hệ 1và các nếp uốn thế hệ 2 được 42 thể hiện trên mặt cắt lóc lò L.105. Trong đó So là phân lớp ban đầu Ảnh 3.6 Các nếp uốn vỏ U3 đi cùng đới trượt chờm thuộc pha biến dạng 43 thứ 2, sau đó lại bị uốn nếp, đi bởi nếp uốn thế hệ 3 tại vết lộ YC.3070. Vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La. Ảnh 3.7 Giao thoa uốn nếp kiểu 3 giữa nếp uốn thế hệ 2 và thế hệ 3 tại vết 43 lộ YC.3070 vùng Chiềng On, Mai Sơn, Sơn La. Ảnh 3.8 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2, trong đó có chứa 44 các bao thể kiến tạo với nhiều thành phần khác nhau và được bao quanh bởi các phiến milonit Ảnh 3.9 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2, trong đó có chứa các 44 bao thể thạch anh bị đới trượt pha biến dạng 3 làm biến dạng khá rõ. Ảnh 3.10 Ảnh vi cấu tạo cho thấy một đới trượt dẻo bị mylonit hoá hoàn toàn 45 thuộc pha biến dạng 2 có các thể porphyroclast xoay rõ ràng với đuôi  chỉ rõ hướng dịch chuyển của đới trượt tại khu vực gần đèo Chẹn Ảnh 3.11 Đá vôi hệ tầng Bản Cải (D3) phủ chờm lên các đá phun trào hệ tầng 45
vii Viên Nam (P3-T1)bởi đứt gãy pha biến dạng 2 (F2) sau đó chúng bị tái uốn nếp bởi các nếp uốn pha biến dạng 3 (U3) khu vực Suối Sập Ảnh 3.12 Một đới trượt (My) thuộc pha biến dạng thứ 2 dọc theo ranh giới giữa 46 thân siêu mafic (Mf) và trầm tích lục nguyên biến chất vùng đông nam khối Bản Phúc Ảnh Các đới trượt thuộc pha biến dạng thứ 2 làm biến dạng các khối siêu 46 3.12a mafic Bản Phúc tại trung tâm khối Bản Phúc. Ảnh 3.13 Ảnh lát mỏng cấu tạo phiến S1 cấu tạo bởi silimanit và biottit bị uốn nếp 47 bởi nếp uốn U2 và U3 trong đá phiến sillimanit. Một phần của biotit và sillimant bị thay thế bởi muscovit do hậu quả của biến chất giật lùi. Ảnh 3.14 Các bao thể kiến tạo được thành tạo trong pha biến dạng thứ 2, 48 trong đó các lớp đá cứng bị đứt và ép kéo dài được bao quanh bởi phiến mylonit Ảnh 3.15 Ảnh lát mỏng cấu tạo C/S thể hiện chiều dịch chuyển khá rõ trong 48 đới trượt pha biến dạng thứ 3 tại khu vực Cầu Suối Sập Ảnh 3.16 Ảnh lát mỏng cấu tạo có các thể porphyroclast xoay rõ ràng với 49 đuôi  chỉ rõ hướng dịch chuyển của đới trượt pha biến dạng 3 tại khu vực Bản Pưn, Bắc Yên, Sơn La Ảnh 3.17 Nếp uốn vòm mở pha biến dạng thứ 4 làm uốn nếp các đá trầm 50 tích biến chất vùng phía đông khối Bản Phúc Ảnh 3.18 Giao thoa cấu tạo đường giữa đường trục nếp uốn thế hệ 2 và 4 50 Ảnh 3.19 Các vết xước, mặt trượt liên quan tới biến dạng dòn trong pha 51 biến dạng thứ 5 khu vực phía nam khối Bản Phúc Ảnh 3.20 Đứt gãy thuận pha biến dạng thứ 5 cắt và làm dịch chuyển đới 51 biến dạng pha thứ nhất phía đông bắc khối Bản Phúc. Ảnh 3.21 Ảnh chụp CL cho thấy hình thái của các hạt zircon và monazit 56 điển hình trong các mẫu định tuổi tuyệt đối ở vùng Tạ Khoa và các vị trí định tuổi của chúng Ảnh 3.22 Đá phiến sillimanite chứa các tập hợp fibrolit thế hệ thứ nhất có 60
viii sự định hướng song song với phiến S1, sillimanit thứ 2 bao gồm các tinh thể đơn lẻ dạng kim mọc chồng lên cấu tạo S1 Ảnh 3.23 Ảnh lát mỏng Staurolit mọc thay thế fibrolit trong đá phiến sillimanit. 60 Sự thay thế có thể đánh dấu sự bắt đầu của biến chất giật lùi Ảnh 3.24 Ảnh lát mỏng cho thấy Sự thay thế hoàn toàn của sillimanit bởi 61 muscovit và sau đó sự mọc chồng của tourmaline trên nền muscovit là sản phẩm của biến chất giật lùi liên tục pha iến dạng 3 Ảnh 4.1 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken đặc sit tại khu vực Mỏ Bản 72 Phúc, Phù Yên, Sơn La, trong đó Ảnh 4.2 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken đặc sit tại khu vực Mỏ Bản 75 Khoa, Phù Yên, Sơn La Ảnh 4.3 Minh họa đặc điểm quặng đồng niken xâm tán trong đáy và vách khối 78 siêu mafic Bản Phúc tại khu vực Mỏ Bản Phúc, Phù Yên, Sơn La Ảnh 4.4 Minh họa đặc điểm quặng đồng vàng tại khu vực Mỏ Suối Trát, 91 Phù Yên, Sơn La Ảnh 4.5 Minh họa đặc điểm quặng đồng vàng tại khu vực Mỏ Bản Lẹt, 100 Phù Yên, Sơn La Ảnh 4.6 Minh họa đặc điểm quặng đồng vàng tại khu vực Mỏ Đá Đỏ, Phù 104 Yên, Sơn La Ảnh 4.7 Một bao thể đá siêu mafic ven rìa có chứa quặng sulfur nằm trong 117 đới biến dạng cao thuộc pha 2 bị uốn nếp bởi pha biến dạng 3 Ảnh 4.8 Một phần thân quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng 118 cao pha, biến dạng thứ 2 trong đá lục nguyên biến chất nằm cạnh khối siêu mafic Bản Phúc Ảnh 4.9 Thân quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng cao trong 119 đá lục nguyên biến chất hệ tầng Bản Cải Ảnh 4.10 A: Quặng sulfur dạng đặc sít trong đới đá biến dạng cao trong đá lục 120 nguyên biến chất hệ tầng Nậm Sập đi cùng với nếp uốn hẹp. Tất cả chúng bị các nếp uốn Pha 3 hoặc 4 có mặt trục thẳng đứng làm tái uốn
ix nếp B: Ảnh mài láng phần rìa quặng đặc sít, trong đó quặng đồng niken phân bố cả trong mạch thạch anh và trong đá phiến bị biến dạng thuộc pha biến dạng 2, sau đó chúng lại được tích tụ trong các mạch thạch anh muộn hơn thuộc pha 3? có phương gần vuông góc với nhau. Ảnh 4.11 Ảnh lát mỏng cho thấy mối quan hệ giữa các cấu tạo phiến và sự phân 121 bố quặng sulfur trong đới biến dạng thuộc pha 2 trong đó quặng có xu hướng nằm song song cấu tạo phiến. Các cấu tạo phiến pha biến dạng thứ 3 có chứa các dải quặng song song cùng phương phát triển chồng lấn lên các thành tạo quặng và phiến pha biến dạng 2. Ảnh 4.12 Ảnh lát mỏng các thành tạo quặng đồng - niken được thành tạo 122 trong pha biến dạng 2 được tái tập trung trong các thành tạo pha biến dạng thứ 3?. Các thành tạo pha biến dạng 3 cắt và làm dịch chuyển các phiến của pha biến dạng 2 khá rõ (mũi tên chỉ chiều dịch chuyển) tại khu vực mỏ Bản Phúc Ảnh 4.13 A: Một phần thân quặng sulfur chứa đồng (niken?) hình thành trong 125 đới biến dạng cao thuộc pha biến dạng thứ 3 vùng Suối Đán. B. Đới trượt pha biến dạng thứ 3 có chứa quặng đồng (niken?) tại khu vực Bản Phúc Ảnh 4.14 Minh họa tại đới biến dạng chứa quặng thuộc pha biến dạng thứ 3 tại 127 khu vực mỏ Bản Lẹt, Phù Yên, Sơn La., trong đó: A. Đới đứt gãy nghịch của pha biến dạng thứ 3 có chứa quặng đồng vàng khu vực mỏ Bản Đá Đỏ Phù Yên, Sơn La. B. Ảnh lát mỏng đới trượt của pha biến dạng thứ 3 cócấu tạo C/S và thể hiện chiều dịch chuyển khá rõ C. Ảnh lát mỏng các thành tạo quặng đồng vàng được thành tạo trong pha biến dạng 3 được tái tập trung trong các khe nứt thuộc pha biến dạng 5? Ảnh 4.15 Minh họa tại đới biến dạng chứa quặng thuộc pha biến dạng thứ 3 127 tại khu vực mỏ Đá Đỏ, Phù Yên, Sơn La
x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Tóm tắt đặc điểm biến dạng khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa 39 Bảng 4.1 Bảng thống kê chiều dày quặng và đá kẹp theo điểm công trình 73 cắt qua Bảng 4.2 So sánh sự khác nhau đặc điểm thành phần khoáng vật giữa 84 quặng sulfur đặc sít và xâm tán Bảng 4.3 So sánh sự khác nhau về hàm lượng các kim loại chính trong các 85 khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán. Bảng 4.4 so sánh hàm lượng và tỷ số của các kim loại chính trong các 86 khoáng vật giữa quặng sulfur đặc sít và xâm tán Bảng 4.5 Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur đặc 86 sít Bảng 4.6 Ma trận tương quan của các kim loại chính trong quặng sulfur 87 xâm tán Bảng 4.7 Đặc điểm các biểu hiện khoáng sản, khoáng sàn khu vực Khối cấu 99 trúc Tạ Khoa
xi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ni: Niken Cu: Đồng Co: Coban Pt: Platin Cr: Crom Ag: Bạc Pb: Chì Zn: Kẽm As: Arsen Sb: Antimon Sn: Thiếc Qđs: Quặng đặc sít My: Mylonit QT: Thân quặng NCS: Nghiên cứu sinh
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khối cấu trúc Tạ Khoa nằm ở miền Tây bắc Bộ, có diện tích thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La. Khối cấu trúc này thuộc một phần đới cấu trúc Sông Đà, miền cấu trúc Tây Bắc Bộ (Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005). Các kết quả nghiên cứu cho thấy Khối cấu trúc Tạ Khoa có đặc điểm địa chất rất phức tạp, với nhiều phân vị địa tầng, phức hệ magma xâm nhập có tuổi và nguồn gốc khác nhau; bị biến dạng và biến chất mạnh mẽ dưới tác động của nhiều chế độ vận động kiến tạo diễn ra trong nhiều thời kỳ địa chất khác nhau. Những bằng chứng thu thập được gần đây trên một phần của Khối cấu trúc Tạ Khoa cho thấy cấu trúc khu vực hiện tại là hậu quả của mối quan hệ chồng lấn của các loại cấu tạo được hình thành bởi nhiều pha biến dạng có môi trường, đặc điểm, cường độ và thời gian biến dạng khác nhau. Đi cùng các thành tạo địa chất này là các khoáng hóa niken, đồng, và vàng có ý nghĩa kinh tế. Các khoáng sản này có quan mật thiết và được khống chế chặt chẽ bởi các cấu tạo địa chất. Do đặc điểm địa chất đặc biệt và triển vọng khoáng hóa khu vực mà vùng này đã được nhiều nhà địa chất thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau tập trung nghiên cứu từ thời Pháp thuộc đến nay. Tuy vậy, do tính phức tạp của cấu trúc khu vực và mức độ nghiên cứu sơ lược trước đây cũng như việc áp dụng các tư duy nghiên cứu địa chất khu vực còn chưa theo kịp các lý luận và luận thuyết hiện đại nên các nghiên cứu chuyên sâu, đặc biệt là về cấu trúc địa chất cũng như mối liên quan và vai trò của các yếu tố cấu tạo với sự phát triển và phân bố quặng hóa nội sinh trên toàn đới cấu trúc hiện vẫn chưa được tiến hành hoặc ở mức độ hết sức sơ lược. Từ những tồn tại và các đòi hỏi mang tính cấp thiết nói trên tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu "Đặc điểm cấu trúc-kiến tạo Khối cấu trúc Tạ Khoa, ý nghĩa của nó
2 trong dự báo và tìm kiếm khoáng sản đồng - niken -vàng" để xây dựng luận án tiến sĩ của mình. 2. Mục tiêu của luận án - Làm rõ đặc điểm biến dạng khu vực, xây dựng mô hình tiến hoá kiến tạo và tái lập lịch sử phát triển kiến tạo khu vực nghiên cứu; - Xác định mối quan hệ giũa khoáng hóa nội sinh với các cấu tạo địa chất, đặc biệt là với đồng, niken và vàng, làm cơ sở để dự báo triển vọng và định hướng tìm kiếm chúng. 3. Đối tƣợng nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án là các thành tạo và cấu tạo địa chất gồm các thành tạo trầm tích biến chất và magma xâm nhập, các cấu tạo địa chất, các khoáng hóa nội sinh niken - đồng - vàng có mặt trong vùng Khối cấu trúc Tạ Khoa. 4. Phạm vi nghiên cứu của luận án Vùng nghiên cứu thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La, bao gồm chủ yếu là diện tích của Khối cấu trúc Tạ Khoa và một phần Khối cấu trúc Mai Sơn (tương đồng đới cấu trúc Sông Đà theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005; hoặc các thành tạo Bồn sau cung theo Metcalfe I., 2005) và một phần của Khối cấu trúc Tú Lệ (tương đồng đới cấu trúc Tú Lệ theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005) nơi tập trung chính các điểm quặng đồng – niken và đồng – vàng trong khu vực. 5. Nhiệm vụ của luận án - Nghiên cứu đặc điểm thành phần, quan hệ không gian, tuổi, đặc điểm biến chất, của các thành tạo địa chất. Thu thập số liệu định luợng về các dạng cấu tạo, phân chia các thế hệ cấu tạo trên cơ sở đặc điểm hình thái, môi trường thành tạo, bản chất, mối quan hệ chồng lấn giữa các cấu tạo khác nhau. - Xác định vị trí phân bố, đặc điểm quặng hoá, quy luật phân bố và mối quan hệ không gian giữa khoáng hóa niken, đồng và vàng với các loại cấu tạo. - Xây dựng mô hình tiến hoá kiến tạo và khôi phục lịch sử tiến hoá địa chất khu vực.
3 - Phân vùng triển vọng và định hướng công tác tìm kiếm quặng hóa đồng – niken, đồng – vàng trong khu vực nghiên cứu trên quan điểm cấu trúc kiến tạo. 6. Những điểm mới có ý nghĩa khoa học của luận án - Kết quả đã phân lập được 5 pha biến dạng kiến tạo một cách chi tiết đã tác động lên các đá của vùng Khối cấu trúc Tạ Khoa. Trong đó Pha 1 là biến dạng dẻo hoàn toàn. Pha 2 diễn ra trong môi trường dẻo. Pha 3, 4 xảy ra trong môi trường từ dẻo tới dòn-dẻo. Pha 5 là pha biến dạng dòn diễn ra muộn nhất. - Đã xác định được hai pha biến chất liên quan tới quá trình biến dạng. Trong đó, Pha biến chất 1 (M1) thuộc tướng amphibolit chúng đi cùng sự biến dạng của Pha biến dạng 1 và 2. Pha biến chất 2 (M2) thuộc tướng phiến luc diễn ra vào cuối Pha biến dạng thứ 3. - Đã xác định được tuổi của Pha biến dạng 1 diễn ra từ giữa Carbon (khoảng 300Tr. năm) và kéo dài tới đầu Triat (khoảng 250Tr.năm). Pha biến dạng thứ 2 diễn ra sau 250 Tr.năm (từ 230-240 Tr.năm). Pha biến dạng thứ 3 và các pha muộn hơn diễn ra sau 230 Tr.năm. - Đã làm rõ được các thành tạo quặng hoá đồng - niken liên quan tới 2 loại cấu tạo là: kiểu quặng đồng - niken dạng xâm tán phân bố trong cấu tạo đáy và vách của các khối xâm nhập siêu mafic và kiểu quặng sulfur đồng - niken đặc sít nằm trong các đới trượt thuộc Pha biến dạng 2 và 3. Quặng đồng - vàng được khống chế chặt chẽ bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 3 và 4 - Đã phân chia khu vực ra được 4 diện tích rất triển vọng, 6 diện tích triển vọng và 3 diện tích chưa rõ triển vọng và còn lại là các diện tích không triển vọng đối với quặng đồng, niken và vàng. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 7.1. Ý nghĩa khoa học - Luận án không chỉ góp phần vào việc luận giải và khôi phục lịch sử địa chất khu vực mà còn có ý nghĩa quan trọng trong dự báo sinh khoáng nội sinh.
4 - Luận án đã góp phần quan trọng trong việc bổ sung số liệu địa chất mới và luận giải lịch sử kiến tạo của khu vực Tây Bắc Bộ trên quan điểm kiến tạo mới nói chung. 7.2. Ý nghĩa thực tiễn - Từ đặc điểm và sự chồng lấn của các pha biến dạng có thể giúp ta hình dung được cấu trúc chung của vùng và từ đó luận giải trong việc vẽ bản đồ địa chất. - Từ các kết quả phân tích mẫu tuổi tuyệt đối, cho phép định tuổi lại một số các thành tạo địa chất, từ đó bổ sung và xác lập các số liệu định lượng về địa chất của vùng. - Luận án sẽ đem lại những hiểu biết mới về sự hình thành và phát triển của các cấu trúc với sinh khoáng nội sinh, trong đó có niken, đồng và vàng trong khu vực nghiên cứu phục vụ cho việc định hướng công tác tìm kiếm và dự báo khoáng sản. 8. Các luận điểm bảo vệ của luận án Luận điểm 1: Cấu trúc địa chất vùng Tạ Khoa được tạo thành bởi sự giao thoa chồng lấn của 5 pha biến dạng kiến tạo. Trong đó Pha 1 là biến dạng dẻo hoàn toàn, diễn ra từ khoảng 300 Tr đến khoảng 250 Tr.năm. Pha 2 là biến dạng trong môi trường dẻo, diễn ra sau 250 Tr (từ 230-240 Tr.năm); Pha 3, 4 xảy ra trong môi trường từ dẻo tới dòn - dẻo, diễn ra sau 230 Tr. năm. Pha 5 là pha biến dạng dòn diễn ra muộn nhất. Luận điểm 2: Quặng hóa đồng - niken, đồng - vàng trong khu vực Khối cấu trúc Tạ Khoa liên quan mật thiết với các cấu tạo do biến dạng trong vùng. Trong đó, các đới trượt thuộc các Pha biến dạng 2, 3 và 4 có vai trò khống chế sự di chuyển dung dịch quặng, làm giầu hoặc tích tụ quặng hóa. Kiểu quặng đồng – niken nằm dạng xâm tán phân bố trong cấu tạo đáy và vách của các khối xâm nhập siêu mafic, kiểu quặng sulfur đồng - niken đặc sít bị khống chế bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 2 và 3; Kiểu quặng hóa đồng - vàng được khống chế chặt chẽ bởi các đới trượt thuộc Pha biến dạng 3 và 4.
5 9. Kết cấu của luận án Nội dung của luận án ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm 5 chương: Chương 1. Đặc điểm địa chất khối cấu trúc Tạ Khoa và lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực. Chương 2. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu. Chương 3. Đặc điểm cấu trúc – kiến tạo khối cấu trúc Tạ Khoa Chương 4. Đặc điểm quặng hóa đồng – niken, đồng – vàng Khối cấu trúc Tạ Khoa và mối quan hệ với các cấu tạo địa chất. Chương 5. Triển vọng quặng đồng – niken và đồng – vàng khối cấu trúc Tạ Khoa trên quan điểm cấu trúc kiến tạo. 10. Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được hoàn thành trên cơ sở các nguồn tài liệu thu thập trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất khu vực ở các tỷ lệ khác nhau và các k ết quả tìm kiếm thăm dò từ năm 1965 tới nay. Các tài liệu NCS đã thu thập bao gồm: các tài liệu được thu thập từ các báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất khu vực tỷ lệ 1: 500 000, tỷ lệ 1: 200 000, tỷ lệ 1: 50 000. Các tài liệu tìm kiếm đánh giá, thăm dò đồng – niken, các tài liệu tìm kiếm đánh giá đồng – vàng. Các nghiên cứu chuyên đề về magma, kiến tạo, sinh khoáng. Các tài liệu về mô hình về biến dạng, tạo quặng đồng – niken trong nước và trên thế giới trên các tạp chí chuyên ngành, sách xuất bản, các luận văn, luận á n của các tác giả khác nhau. Ngoài ra, trong quá trình thực địa, ngoài khảo sát thu thập các tài liệu về địa tầng, magma, biến chất, kiến tạo và khoáng hóa, NCS còn lấy, gia công và phân tích bổ sung: 6 mẫu tuổi tuyệt đối cho các thành tạo trầm tích biến chất, đá mạch pegmatit. Các mẫu đã được gửi tại Phòng thí nghiệm SHRIMP của Viện Khoa học Cơ bản Hàn Quốc (KBSI), tại Chung Buk; 23 mẫu khoáng tướng, 9 mẫu mài láng, 37 mẫu lát mỏng thạch học cấu tạo được thu thập, để nghiên cứu lịch sử phát triển nhiệt động và đặc điểm thành phần khoáng vật, vi cấu tạo, đặc điểm quặng
6 hóa trong khu vực. Đây là số liệu rất tin cậy phục vụ việc luận giải các nội dung của luận án.. 11. Nơi thực hiện đề tài Luận án được hoàn thành tại bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò, khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thanh Hải và PGS.TS Lương Quang Khang. Trong quá trình hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự quan tâm, tạo điều kiện của lãnh đạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Bộ môn Tìm kiếm - Thăm dò và Bộ môn Địa chất thuộc Khoa Địa chất; Lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc. Tác giả cũng nhận được sự động viên, giúp đỡ tận tình của PGS.TS Đặng Xuân Phong, PGS.TS Nguyễn Phương, PGS.TS Nguyễn Quang Luật, PGS. TS Nguyễn Văn Lâm, TS Nguyễn Tiến Dũng, TS Đào Thái Bắc, TS Ngô Xuân Thành và nhiều nhà khoa học cùng các đồng nghiệp khác. NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy hướng dẫn, lãnh đạo các cơ quan và cá nhân các nhà khoa học nêu trên.
7 Chƣơng 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHỐI CẤU TRÚC TẠ KHOA VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.1. Khái quát về vùng nghiên cứu Vùng nghiên cứu thuộc địa bàn các huyện Bắc Yên, Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu tỉnh Sơn La, bao gồm chủ yếu là diện tích của Khối cấu trúc Tạ Khoa và một phần Khối cấu trúc Mai Sơn (tương đồng Đới cấu trúc Sông Đà theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005; hoặc Các thành tạo bồn sau cung theo Metcalfe I., 2005) và một phần của Khối cấu trúc Tú Lệ (tương đồng đới cấu trúc Tú Lệ theo phân chia của Nguyễn Văn Hoành và nnk, 2005) (Hình 1.1). Vùng có toạ độ địa lý như sau: 210 09' 53'' đến 210 13' 10'' vĩ độ bắc 1040 17' 17'' đến 1040 22' 37'' kinh độ đông B A Hình 1.1. A: Vị trí Khối cấu trúc Tạ Khoa ở miền Bắc Việt Nam. B: Vị trí Khối cấu trúc Tạ Khoa trong mối quan hệ với các yếu tố cấu trúc lớn của Tây Bắc Bộ: 1-Đới Sông Hồng; 2-Đới Hà Nội; 3-Đới Fan Si Pang; 4-Đới Tú Lệ; 5-Đới Sông Đà; 6-Đới Nậm Cô; 7- Đới Sông Mã; 8-Đới Sầm Nưa; 9-Đới Điện Biên; 10-Đới Pu Si Lung; 11-Đới Mường Tè. (theo Nguyễn Văn Hoành và nnk., 2005